学fpga（hls之驱动代码）

        利用hls编写好了ip之后，那么驱动代码如何编写？好在hls sdk已经提前考虑到了这一点，在export rtl的时候，除了正常输出verilog和vhdl代码之外，也会提前帮助我们写好驱动代码。驱动代码有两种格式，一种是逻辑系统的驱动，类似于rtos里面用到的驱动；还有一种是linux驱动，但是也是在用户层对设备进行访问，不是真正的kernel module文件。

1、hls代码，主要是一个按键和s_axilite控制的led闪烁功能

#include <ap_cint.h>


extern "C" void led_twinkle(uint1 key, uint32 num, uint2* led)
{
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=num
#pragma HLS INTERFACE ap_none port=key
#pragma HLS INTERFACE ap_none port=led
#pragma HLS INTERFACE ap_ctrl_none port=return
  int i;

  if(key)
  {
    for(i = 0; i < num; i++)
    {
      if(i < num/2)
      {
        *led = 1;
      }
      else
      {
        *led = 2;
      }
    }
  }
  else
  {
    *led = 0;
  }
}

2、导出的驱动代码位置

3、驱动代码的内容

4、驱动的组成

如果是裸机系统，需要的文件是

xled_twinkle_sinit.c、xled_twinkle.c

如果是linux系统，需要的文件时

xled_twinkle_linux.c、xled_twinkle.c

5、裸机系统的初始化函数，见xled_twinkle_sinit.c

int XLed_twinkle_Initialize(XLed_twinkle *InstancePtr, u16 DeviceId) {
  XLed_twinkle_Config *ConfigPtr;

  Xil_AssertNonvoid(InstancePtr != NULL);

  ConfigPtr = XLed_twinkle_LookupConfig(DeviceId);
  if (ConfigPtr == NULL) {
    InstancePtr->IsReady = 0;
    return (XST_DEVICE_NOT_FOUND);
  }

  return XLed_twinkle_CfgInitialize(InstancePtr, ConfigPtr);
}

6、linux驱动并不内核代码，而是通过user layer访问kernel layer，见xled_twinkle_linux.c

int XLed_twinkle_Initialize(XLed_twinkle *InstancePtr, const char* InstanceName) {
    XLed_twinkle_uio_info *InfoPtr = &uio_info;
    struct dirent **namelist;
    int i, n;
    char* s;
    char file[ MAX_UIO_PATH_SIZE ];
    char name[ MAX_UIO_NAME_SIZE ];
    int flag = 0;

    assert(InstancePtr != NULL);

    n = scandir("/sys/class/uio", &namelist, 0, alphasort);
    if (n < 0)  return XST_DEVICE_NOT_FOUND;
    for (i = 0;  i < n; i++) {
        strcpy(file, "/sys/class/uio/");
        strcat(file, namelist[i]->d_name);
        strcat(file, "/name");
        if ((line_from_file(file, name) == 0) && (strcmp(name, InstanceName) == 0)) {
            flag = 1;
            s = namelist[i]->d_name;
            s += 3; // "uio"
            InfoPtr->uio_num = atoi(s);
            break;
        }
    }
    if (flag == 0)  return XST_DEVICE_NOT_FOUND;

    uio_info_read_name(InfoPtr);
    uio_info_read_version(InfoPtr);
    for (n = 0; n < MAX_UIO_MAPS; ++n) {
        uio_info_read_map_addr(InfoPtr, n);
        uio_info_read_map_size(InfoPtr, n);
    }

    sprintf(file, "/dev/uio%d", InfoPtr->uio_num);
    if ((InfoPtr->uio_fd = open(file, O_RDWR)) < 0) {
        return XST_OPEN_DEVICE_FAILED;
    }

    // NOTE: slave interface 'Axilites' should be mapped to uioX/map0
    InstancePtr->Axilites_BaseAddress = (u32)mmap(NULL, InfoPtr->maps[0].size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, InfoPtr->uio_fd, 0 * getpagesize());
    assert(InstancePtr->Axilites_BaseAddress);

    InstancePtr->IsReady = XIL_COMPONENT_IS_READY;

    return XST_SUCCESS;
}

int XLed_twinkle_Release(XLed_twinkle *InstancePtr) {
    XLed_twinkle_uio_info *InfoPtr = &uio_info;

    assert(InstancePtr != NULL);
    assert(InstancePtr->IsReady == XIL_COMPONENT_IS_READY);

    munmap((void*)InstancePtr->Axilites_BaseAddress, InfoPtr->maps[0].size);

    close(InfoPtr->uio_fd);

    return XST_SUCCESS;
}

7、寄存器设置代码，见xled_twinkle.c代码

void XLed_twinkle_Set_num(XLed_twinkle *InstancePtr, u32 Data) {
    Xil_AssertVoid(InstancePtr != NULL);
    Xil_AssertVoid(InstancePtr->IsReady == XIL_COMPONENT_IS_READY);

    XLed_twinkle_WriteReg(InstancePtr->Axilites_BaseAddress, XLED_TWINKLE_AXILITES_ADDR_NUM_DATA, Data);
}

u32 XLed_twinkle_Get_num(XLed_twinkle *InstancePtr) {
    u32 Data;

    Xil_AssertNonvoid(InstancePtr != NULL);
    Xil_AssertNonvoid(InstancePtr->IsReady == XIL_COMPONENT_IS_READY);

    Data = XLed_twinkle_ReadReg(InstancePtr->Axilites_BaseAddress, XLED_TWINKLE_AXILITES_ADDR_NUM_DATA);
    return Data;
}

8、测试与验证

        在一开始设计ip的时候，可以通过简单的逻辑系统+驱动代码的方式进行验证。等到后期成熟了，再转成linux驱动、或者是linux kernel驱动，都是可以的。

9、使用方法

        总体来说，hls驱动的使用还是比较简单的。这里分两种，一种是查询，一种是中断。

        首先，不管是查询，还是中断，第一步都是初始化设备，都是调用X***_Initialize函数，

        接着，就是设置参数，一般是X**_Set***这种格式，

        等参数都设置好了之后，就可以调用X***_Start函数，

        ip开始执行之后，如果是查询模式，只需要轮询X***_IsDone函数即可；而中断的话，则等待中断函数被调用；

        所有工作完成后，如果还需要继续处理，那么设置参数和处理，如果不需要了调用X***_Release释放设备即可。